Dans les projets de stockage d’énergie, l’expression « tout-en-un » est attrayante car elle suggère un système compact, intégré et plus facile à déployer.
Mais en pratique, elle soulève également une question importante :
Qu’est-ce qui est réellement inclus dans le système ?
Un système de stockage d’énergie par batterie n’est pas seulement un groupe de batteries. Il peut également comprendre des fonctions de conversion de puissance, de gestion de batterie, de gestion thermique, de protection incendie, de protection électrique, de communication et de contrôle.
Un BESS tout-en-un regroupe plusieurs de ces fonctions dans une unité packagée au lieu d’exiger que chaque partie soit installée comme un dispositif séparé sur site. Cela peut réduire la complexité d’installation et faciliter l’application du système dans les projets commerciaux et industriels.
Pourquoi « tout-en-un » peut prêter à confusion
« Tout-en-un » ne signifie pas toujours la même chose d’un fournisseur à l’autre.
- Dans certains systèmes, la batterie, le PCS, le BMS, le refroidissement, la protection incendie et le système de contrôle sont intégrés dans une seule armoire ou enceinte.
- Dans d’autres systèmes, seule une partie du système est intégrée, tandis que le PCS, l’EMS, le transformateur ou l’armoire de distribution peuvent rester séparés.
C’est pourquoi les acheteurs ne doivent pas juger uniquement par le nom du produit.
Avant de comparer les prix, vérifiez toujours la configuration technique et l’étendue de la fourniture.
Qu’est-ce qui est généralement intégré dans un BESS tout-en-un ?
Un système de stockage d’énergie par batterie tout-en-un typique peut comprendre plusieurs sous-systèmes majeurs.
La conception exacte dépend de la capacité du système, du niveau de tension, de la méthode de refroidissement, des exigences de sécurité et de l’application du projet.
1. Modules de batterie
Les modules de batterie constituent la partie principale de stockage d’énergie d’un BESS. Ils déterminent la quantité d’énergie que le système peut stocker et influencent fortement le coût du système, sa durée de vie et ses performances de sécurité.
Dans de nombreux systèmes de stockage d’énergie commerciaux et industriels, les batteries au lithium fer phosphate sont couramment utilisées car elles offrent une bonne stabilité thermique, une longue durée de vie en cycles et des performances de sécurité adaptées aux applications stationnaires.
Selon la conception du système, les modules de batterie peuvent être disposés en packs, racks ou clusters à l’intérieur de l’armoire ou de l’enceinte.
Lors de l’évaluation d’un BESS tout-en-un, les acheteurs doivent vérifier non seulement la capacité nominale, mais aussi la chimie de la batterie, la qualité des cellules, la durée de vie en cycles, les conditions de garantie et la plage de température de fonctionnement admissible.
2. Système de gestion de batterie
Le système de gestion de batterie, ou BMS, est responsable de la surveillance et de la protection de la batterie.
Il suit les conditions clés de la batterie telles que la tension des cellules, la température, le courant de charge et de décharge, l’état de charge, l’état de santé, l’état d’alarme et l’état de protection.
Sur la base de ces informations, le BMS aide à prévenir les conditions de fonctionnement dangereuses telles que la surcharge, la décharge excessive, la surchauffe, le surintensité et le déséquilibre de tension.
Dans un BESS tout-en-un, le BMS constitue une couche critique de sécurité et de contrôle. Sans lui, les modules de batterie ne peuvent pas être exploités de manière sûre ou fiable dans le cadre d’un système de stockage d’énergie complet.
3. Système de conversion de puissance
Le système de conversion de puissance, ou PCS, convertit la puissance entre le courant continu et le courant alternatif.
Les batteries stockent l’énergie sous forme d’électricité en courant continu. La plupart des usines, bâtiments, réseaux et charges utilisent l’électricité en courant alternatif. Le PCS permet à l’énergie de circuler entre la batterie et le système électrique externe.
- Pendant la charge, le PCS convertit la puissance CA en puissance CC pour la charge de la batterie.
- Pendant la décharge, le PCS convertit la puissance CC de la batterie en puissance CA pour la charge ou le réseau.
Dans certains systèmes tout-en-un, le PCS est intégré à l’intérieur de la même armoire ou enceinte. Dans d’autres systèmes, le PCS peut être installé séparément. Cette différence doit être confirmée avant l’approvisionnement.
4. Système de gestion de l’énergie
Le système de gestion de l’énergie, ou EMS, contrôle le fonctionnement du système de stockage d’énergie.
L’EMS peut décider quand la batterie doit se charger, quand elle doit se décharger, quelle quantité de puissance doit être délivrée et comment le système doit se coordonner avec l’énergie solaire, l’énergie du réseau, les générateurs, les compteurs ou les charges du site.
Par exemple, dans une usine, l’EMS peut contrôler le système pour qu’il se charge pendant les périodes de prix bas de l’électricité et se décharge pendant les périodes de prix élevés.
Dans un projet de stockage d’énergie solaire, l’EMS peut aider à stocker l’excédent d’énergie solaire pendant la journée et à le libérer plus tard lorsque la production solaire est plus faible.
Certains systèmes tout-en-un plus petits peuvent utiliser un contrôleur local au lieu d’un EMS plus avancé. Pour les projets plus grands ou plus complexes, la capacité EMS devient plus importante.
5. Système de gestion thermique
La température de la batterie a un impact direct sur la sécurité, les performances et la durée de vie.
Si la température est trop élevée, le vieillissement de la batterie peut s’accélérer et les risques de sécurité peuvent augmenter. Si la température est trop basse, les performances de charge et de décharge peuvent être réduites.
Un BESS tout-en-un peut utiliser un refroidissement par air ou un refroidissement par liquide. Le refroidissement par air est plus simple et peut convenir aux systèmes plus petits ou aux conditions de fonctionnement modérées. Le refroidissement par liquide offre un contrôle de température plus uniforme et est souvent utilisé dans les systèmes de capacité ou de puissance plus élevées.
Lors de la sélection d’un BESS tout-en-un, la méthode de refroidissement doit correspondre à l’environnement d’installation, à la température ambiante, au profil de fonctionnement et à la fréquence de charge-décharge prévue.
6. Système de protection incendie et de sécurité
La sécurité est l’une des parties les plus importantes d’un système de stockage d’énergie par batterie.
Un BESS tout-en-un peut comprendre des capteurs de température, une détection de fumée, une détection de gaz, une suppression d’incendie, des boutons d’arrêt d’urgence, des alarmes et une logique de protection du système.
Cependant, la sécurité incendie ne doit pas être jugée uniquement par la présence ou non d’un dispositif de suppression d’incendie.
Une conception de sécurité complète doit tenir compte de la chimie de la batterie, de la logique du BMS, de la gestion thermique, de la protection électrique, de la conception de l’enceinte, de la ventilation, de la distance d’installation, de l’accès pour la maintenance et des exigences locales du projet.
En d’autres termes, la sécurité de la batterie est une question au niveau du système, et non seulement au niveau des composants.
7. Composants de protection électrique et de connexion
Un BESS tout-en-un nécessite également des composants de protection électrique et de connexion.
Ceux-ci peuvent inclure des disjoncteurs, des fusibles, des contacteurs, des dispositifs de protection contre les surtensions, des interrupteurs d’isolement, des bornes, des alimentations auxiliaires, des dispositifs de mesure et des interfaces de communication.
Ces composants aident le système de stockage d’énergie à se connecter en toute sécurité au système électrique du site.
Dans un projet réel, le BESS peut avoir besoin de fonctionner avec un appareillage basse tension, des transformateurs, des onduleurs solaires, des tableaux de distribution, des compteurs ou des équipements de connexion au réseau.
C’est pourquoi un BESS tout-en-un ne doit pas être considéré comme un produit de batterie isolé. Il fait partie du système de distribution électrique plus large.
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BESS tout-en-un, armoire de batterie et BESS conteneurisé : quelle est la différence ?
Ces termes sont parfois utilisés différemment par différents fournisseurs, les acheteurs doivent donc toujours vérifier l’étendue réelle de la fourniture. La question clé n’est pas seulement le nom du produit, mais ce qui est inclus dans le système.
| Élément | Signification typique | Étendue courante | Application typique |
|---|---|---|---|
| Armoire de batterie | Une armoire principalement axée sur les équipements côté batterie | Modules de batterie, racks de batterie, BMS, bornes, fusibles, contacteurs et autres composants côté CC. Le PCS, l’EMS, le refroidissement, la protection incendie ou la protection côté CA peuvent être inclus ou non. | Projets où la section batterie est fournie séparément, ou où le PCS et d’autres équipements sont installés à l’extérieur. |
| BESS tout-en-un | Un système de stockage d’énergie par batterie plus intégré | Combine généralement les modules de batterie, le BMS, le PCS, la gestion thermique, la protection incendie, la protection électrique et les fonctions de contrôle local dans une unité packagée. Cependant, l’étendue exacte dépend du fournisseur. | Projets commerciaux et industriels compacts, stockage d’énergie solaire, support de recharge de VE, petites usines, bâtiments commerciaux et alimentation de secours au niveau du site. |
| BESS conteneurisé | Un BESS intégré plus grand installé dans un conteneur | Racks de batterie, PCS ou interface PCS, refroidissement, protection incendie, protection électrique, système de contrôle et systèmes auxiliaires installés dans un conteneur de 10, 20 ou 40 pieds. Certains transformateurs ou appareillages peuvent encore être externes. | Applications de stockage d’énergie commerciales, industrielles, de services publics, de microréseaux ou à l’échelle de projets plus importantes. |
En termes simples, une armoire de batterie met généralement l’accent sur la section batterie, un BESS tout-en-un met l’accent sur l’intégration compacte du système et un BESS conteneurisé met l’accent sur le stockage d’énergie à plus grande échelle dans une structure conteneurisée.
Avant de comparer les prix, les acheteurs doivent confirmer ce qui est inclus, ce qui est externe et où se situe la limite du système.
Pourquoi l’intégration est importante
La principale valeur d’un BESS tout-en-un est l’intégration.
Lorsque les batteries, la conversion de puissance, le contrôle, le refroidissement, la protection et la communication sont conçus pour fonctionner ensemble, le système peut être plus facile à installer et à exploiter.
L’intégration peut réduire le câblage sur site, raccourcir le temps d’installation, simplifier la mise en service et améliorer la compatibilité entre les sous-systèmes.
Pour les projets commerciaux et industriels, cela peut être important car de nombreux sites disposent d’un espace limité, d’un temps d’installation limité et de ressources d’ingénierie limitées.
Part de coût typique des principaux composants BESS
Dans la plupart des produits BESS tout-en-un, les modules de batterie représentent généralement la plus grande part du coût du système.
Pour la budgétisation de projet, ces pourcentages doivent être traités comme une référence approximative uniquement. Les devis réels dépendent de la capacité du système, de la puissance nominale du PCS, de la conception du refroidissement, des exigences de certification, du type d’enceinte et des conditions du site.
Le tableau suivant donne une référence générale uniquement :
| Composant | Part de coût typique |
|---|---|
| Cellules / modules / racks de batterie | 45–60 % |
| PCS / onduleur | 10–20 % |
| BMS | 5–8 % |
| EMS / système de contrôle local | 3–8 % |
| Gestion thermique | 5–10 % |
| Système de protection incendie et de sécurité | 3–8 % |
| Armoire / enceinte / structure | 5–10 % |
| Protection électrique, câblage, barres omnibus et auxiliaires | 5–10 % |
Ces pourcentages ne doivent pas être utilisés comme une formule de devis fixe. Ils constituent seulement un moyen utile de comprendre d’où provient la valeur principale d’un BESS.
Ce que les acheteurs doivent vérifier avant de sélectionner un BESS tout-en-un
Lors de la comparaison de systèmes de stockage d’énergie par batterie tout-en-un, les acheteurs ne doivent pas seulement comparer la capacité de la batterie. L’étendue complète du système et les exigences du projet doivent également être vérifiées.
| Élément à vérifier | Pourquoi c’est important |
|---|---|
| Étendue de la fourniture | Confirmer si le système comprend les modules de batterie, le BMS, le PCS, l’EMS ou le contrôleur local, le refroidissement, la protection incendie, la protection électrique, l’interface de communication et l’armoire ou l’enceinte. Vérifier également si un appareillage, des transformateurs, des compteurs ou des équipements de connexion au réseau externes sont requis. |
| Puissance et capacité énergétique nominales | La capacité énergétique, mesurée en kWh ou MWh, indique la quantité d’énergie que le système peut stocker. La puissance nominale, mesurée en kW ou MW, indique la quantité de puissance que le système peut charger ou décharger à un moment donné. Les deux valeurs doivent correspondre à la charge et à l’application. |
| Chimie de la batterie | La chimie de la batterie affecte la sécurité, la durée de vie en cycles, le coût, les performances en température et la densité énergétique. Pour de nombreuses applications de stockage d’énergie commerciales et industrielles, les batteries au lithium fer phosphate sont couramment utilisées, mais la qualité des cellules, la certification, la garantie et la conception de sécurité au niveau du système doivent également être vérifiées. |
| Méthode de refroidissement | Le refroidissement affecte le contrôle de la température de la batterie et la fiabilité à long terme. Le refroidissement par air peut convenir à certains systèmes plus petits, tandis que le refroidissement par liquide peut être préférable pour les systèmes de capacité plus élevée ou les applications avec des cycles de charge-décharge fréquents. |
| Conception de sécurité | La sécurité doit inclure la surveillance de la batterie, la protection électrique, la gestion thermique, la détection d’incendie, la suppression d’incendie, l’arrêt d’urgence, la structure de l’armoire, la ventilation et l’accès pour la maintenance. Pour les projets BESS, la sécurité doit être examinée au niveau du système. |
| Connexion au système électrique du site | Le BESS doit se connecter correctement au système électrique du site. Selon le projet, il peut avoir besoin de s’interfacer avec un appareillage basse tension, des transformateurs, des onduleurs solaires, des générateurs, des compteurs ou un système de gestion de l’énergie du bâtiment. Le niveau de tension, la méthode de connexion au réseau, les exigences de protection, le protocole de communication et la disposition de l’installation doivent être confirmés avant l’achat. |
Conclusion
« Tout-en-un » dans un système de stockage d’énergie par batterie signifie que plusieurs sous-systèmes clés sont intégrés dans une solution packagée.
Un BESS tout-en-un typique peut comprendre des modules de batterie, un BMS, un PCS, une gestion thermique, une protection incendie, une protection électrique et des fonctions de contrôle. Cependant, l’étendue exacte peut varier d’un fournisseur à l’autre.
Pour les acheteurs, le point important est de vérifier ce qui est inclus, ce qui est externe et où se situe la limite du système.
En bref, un BESS tout-en-un n’est pas seulement une armoire avec des batteries à l’intérieur. C’est un système intégré conçu pour stocker, convertir, protéger et délivrer de l’énergie électrique sous une forme plus compacte et pratique.
FAQ
Un BESS tout-en-un est-il identique à une armoire de batterie ?
Pas toujours. Une armoire de batterie met généralement l’accent sur la section batterie, tandis qu’un BESS tout-en-un signifie généralement un système plus intégré avec modules de batterie, BMS, PCS, refroidissement, protection incendie, protection électrique et fonctions de contrôle. Cependant, les fournisseurs peuvent utiliser ces termes différemment, l’étendue réelle de la fourniture doit donc toujours être vérifiée.
Un BESS tout-en-un inclut-il toujours le PCS ?
Pas toujours. Dans de nombreux systèmes tout-en-un, le PCS est intégré dans la même armoire ou enceinte. Dans d’autres conceptions, le PCS peut être installé séparément. Les acheteurs doivent confirmer si le PCS est inclus, quelle est sa puissance nominale et s’il correspond à l’application requise.
Un BESS tout-en-un nécessite-t-il un appareillage externe ou un transformateur ?
Parfois, oui. Même si le BESS est appelé « tout-en-un », il peut encore nécessiter un appareillage, des transformateurs, des compteurs ou des équipements de connexion au réseau externes selon le niveau de tension du projet, la disposition de l’installation et les exigences de connexion au réseau.
Quelle est la différence entre la puissance nominale et la capacité énergétique ?
La capacité énergétique, mesurée en kWh ou MWh, indique la quantité d’énergie que le système peut stocker. La puissance nominale, mesurée en kW ou MW, indique la quantité de puissance que le système peut charger ou décharger à un moment donné. Les deux valeurs sont importantes lors de la sélection d’un BESS.
Le refroidissement par liquide est-il toujours meilleur que le refroidissement par air ?
Pas nécessairement. Le refroidissement par liquide peut fournir un contrôle de température plus uniforme et est souvent utilisé dans les systèmes de capacité ou de puissance plus élevées. Le refroidissement par air est plus simple et peut convenir aux systèmes plus petits ou aux conditions de fonctionnement modérées. Le bon choix dépend de l’environnement d’installation et du profil de fonctionnement.
Que doivent confirmer les acheteurs avant de comparer les prix ?
Les acheteurs doivent confirmer ce qui est inclus, ce qui est externe et où se situe la limite du système. Les éléments importants comprennent les modules de batterie, le BMS, le PCS, l’EMS ou le contrôleur local, le système de refroidissement, la protection incendie, la protection électrique, l’interface de communication, l’armoire ou l’enceinte et les équipements externes requis.
